Способ автоматического управления процессом пластикации при литье под давлением изделий из пластмасс

80 054087 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК бф В 29 Р 1/О и В 4 щГ ПИСА АВТОРСИО/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2о-конструкторсого машиностро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1(21) 3463098/23-05(71) Центральное проектнкое бюро кузнечно-прессовения(56) 1. Басов Н.И. и др. Интенсифика.ция питья под давлением реактоппастов и резиновых смесей. Л., Химия", 1980, с. ЗЗ.2;.Патент франции % 2332854, кп, В 29 Р 1/04, опубпик. 1977 (прототип).(54)(57) .СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЛАСТИКАЦИИ ПРИ ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ИЭДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАСС, заключающийся в задании величин давления и скорости ппастикации в начальный момент набора дозы и регулировании давления пластикации по пути перемешения червяка при наборе требуемой дозы расплава с постояенбй скоростью пластикации в процессе стабилизации первоначального крутяшего момента нв валу червяка, о т н и ч аю ш и й с я тем, что, с цепью упучш ння эксплуатационных характеристик питьевой машины за счет экономии энергии, потребляемой в процессе пластикацни, и повышения качества ппастицируемого,рао." ппава, измеряют время набора требуемой дозы расплава, сравнивают его со временем охлаждения нздепня, вырабатывают сигнал рассогласования, пропорциональный величине и знаку арифметической разнооти сравниваемых величин, и при положительном расоогпасовании увеличивают, а при отрицательном уменьшают скоростьПластнкации на величину, пропорциональную абсолютному значению снгнапа рассогласования, до совпадения времени окончания пластнкации с временем окончания охлаждения изделия, при этом корректируют давление ппастикации, уменьшая его при положительном рассогпасовании и увеличи вая прн отрицательном.постоянной скоростью пластикации в процессе стабилизации первоначального крутящего момента на валу червяка.2.По этому способу давление и скорость пластикации задаются для начального момента набора дозы, В этот же момент запоминается величина крутящего момента,возникающего на червяке. Дальнейшийрежим пластикации осуществляется такимобразом, чтобы запомненная величинакрутящего момента сохранялась по всемпути перемещения червяка в процессе набора требуемой объемной дозы, причем,по изменению контролируемого крутящего "момента относительно запомненного в начальный момент пластикации значения,регулируют величину давления пластикации при постоянной скорости пластикации. При достижении давлением пластикации максимально допустимой величины переходят к коррекции скорости пластикации. Укаэанный способ управления процессом пластикации позволяет компенсировать изменение эффективной длины червя ка в процессе набора объемной дозы рас плвва и тем самым устранить темпервтурный градиент по длине набранной дозы.Однако, указанный способ не обеспечивает минимизации времени пребывания расплава в области высокой температучто отрицательно сказываетсм на гомогенности подготовленной дозы расплава, характеризующей его качество. Кроме . того, энергия, затрачиваемая на реализвцию процесса плвстикации, полностьюзависит от величины технологическихпараметров, заданных для начального момента набора дозы, А эти величины определяются технологом эмпирически,что может приводить к повышенному по, треблению энергии. Таким образом, способ управления пластикацией существенно влияет на такие эксплуатационные характеристики питьевой машины, как энергопотребление, качество расплава, времяцикла формования. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик литьввой машины засчет экономии энергии, потреб ляемвй в процессе пластиквции и повышения качества пластицируемого расплава,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом пластиквции при литье под давлением иэделий иэ пластмасс, заключающемуся в авдании величин давления и скорости пластиквции в начальный момент набора дозы и регу 1 1054087Изобретение относится к машиностроению и может быть использованб при автоматизации технологических процессов впитьевых машинах.Процесс .литья под давлением изделий 5из пластмасс состоит из ряда последовательных стадий: пластикации, впрыска,формования и охлаждения. Протекание процесса на стадии пластикации определяетсвойства .подготавливаемого к впрыску 1 10расплава и во многом прьдопределяет качественные характеристики отливаемыхизделий. При пластикации расплава с постоянным давлением и скоростью температура и, следомтельно, вязкость под-) ,45готовленной дозы расплава по оси материального цилиндра неравномерны. Длякомпенсации образующегося температурного градиентв используют регулирова. нне давления и скорости пластикации по 20пути перемещения червяка в процессеНабора дозы расплава. Регулированиес этой целью давления пластикации предпочтительней, поскольку этот параметрмалоннерционен и существенней влияет 25нв вязкость плвстицируемого расплава.Известен способ управления процессомпластикации, применяемый в современныхпитьевых машинах, заключающийся в том,что путь червяка в процессе набора заданной объемной дозы расплава разбивают на несколько независимых участков,для каждого из которых задают давлениеи скорость пластикации, причем величинызадаваемых параметров подбфают эксперимеитально 1 1Известный способ управления процессом пластикации при правильном заданиипараметров обеспечивает уменьшениетемпературного градиента по длине на Обрваюй объемной дозы расплава, чтоявляется частью основной задачи управпения стацией пластиквции. Однако, этотспособ не решает задачи минимизациивремени пребымния расплава в области 4высокой температуры, Кроме того, экспериментальный подбор оптимальных величин технологических параметров процесса пластикации крайне затруднителендаже при самой высокой квалификациитехнолога-наладчика.Наиболее близким по техническойсущности и достшаемому результату кизобретению является способ, заключающийся в задании величин давления и скорости. пластикации в начальный моментнабора дозы й регулиромнии давленияпластикации по пути перемещения червякапри наборе требуемый дозы расплава с3 1084дировании давления пластикации по путиперемещения червяка при наборе требуемой дозысплава с постоянной скоростью пластикации в процессе стабилизации первоначального крутящего моментана валу червяка, измеряют время наборатребуемой дозы расплава, сравнивают егосо временем охлажденин иэделии, вырабатывают сигнал рассогласования, пропорциональный величине и знаку араме- .10тической разности сравниваемых величин,и при положительном рассогласованииувеличивают, а при отрицательномуменьшают скорость пластикации для следующего цикла литья на величину, пропорциональную абсолютному значениюсигнала рассогласования, до совпадениявремени окончания пластикации с временем окончания охлаждения изделия, цриэтом корректируют давление пластикации, 10уменьшая его при положительном рассо-.гласовании и увеличивая - при отрица-.тельном,На фиг. 1 показана блок-схема литьевой машины, реализующей предлагаемыйспособ автоматического управления процессом пластикации цри питье цод давле 1нием изделий из пластмасс; на фиг. 2 график, поясняющий затраты энергии напласт икацию.30Задатчикам 1устанавливается величина давлени цластикации для начальногомомента набора дозы. В соответствии сэтой величиной регулятор 2 давленияцластикации реализует заданное давление в поршневой полости гидроцилиндра 3.35Задатчиком 4 устанавливается вели чина скорости пластикации, цостояннандля всего процесса набора дозы, Этаскорость реайизуется регулятором 5 производите льности, обеспечивающим соот-.ветственный расход рабочей жидкости внагнетательной магистрали гидромотора6. Таким образом, наб 6 р дозы начинается цри заданных давлении и скоростицластикации. Датчик 7 контролирует кру 45тящий момент, возникающий при вращениичервяка 8 в материальном цилиндре 9,Сигнал датчика 7 поступает в логичес.,кий блок 10, где его величина в иачалыный момент набора дозы запоминаетси,сравнивается в процессе набора дозы стекущей величиной крутящего момента и, по величйне рассогласования корректиру-;етсц сигнал уставки регулятору 2 .наподдержание давления пластикации таким 55образом,чтобы крутящий момент начервяке оставался постоянным в процессевсего времени набора дозы И равным 0674 значению в начальный момент временинабора дозы,С момента начала набора дозы включается таймер,11, контролирующий время цластикации. После окончанин наборадозы время, в течение которого осуществлялась цластикация, сравнивается блоком 12 сравнения с временем охлажценим,контролируемым таймером 13, Приэтом время охлаждения может бытьжестка задано техюлогом либо регулироваться в течение циклической работылитьевой машины в зависимости от .дей-,ствительного времени отверждения иделия.На выходе блока 12 сравнения вырабатывается сигнал рассогласования, пропорциональный арвметической разностисравниваемых величин. Если охлаждениекончится раньше нластикации, то сигнална выходе блока 12 имеет положитель-ное значение, если пластикация окончитсяраныпе охлаждения, сигнал на выходеблока 12 имеет отрицательное значение.При совпадении моментов окончания охлажденни и пластикации сигнал на выходеблока 12 равен нулю.Выход блока 12 связан со входсмблока 14 коррекции, который в зависвмости от величины и знака входного сигФнала измееет задание. скорости цпастикации регулятору 5 производительности,Таким образом, при поступлении на входблока 14 положительного сигнала увеличивается (в сравнении с величиной, заданной задатчиком 4) скорость пластикации в следующем цикле литья на величину,пропорциональную абсолютной величинесигнала на входе блока 14,А налогично.скорость пластикации уменьшается относительно величины, заданной задатчиком 4, цри поступлении навход блока 14 отрицательного сигнала,Таким образом, описанная блок-схема позволяет в процессе циклической раьотыпитьевой машины обеспечить совпадениемоментов окончания пластикации и охлаждения и тем самым минимизировать время пребывания расплава в области высоких температур, что обеспечивает повы 1 пеиие гомогенности, а следовательно и ка,чества пластицируемого расплава. Кроме того, сигнал рассогласования через ин,вертор 15 воздействует на изменение уставки регулятора давления 2 для обес- . ,печения постоянства механической (а следовательно и тепловой) энергии, сооьщаемый расплаву при коррекции скоростипластикац 1 ии.:1054087Затраты энергии на ппастикацию поясняет фиг. 2, где в координатах мощность ( М ) - время ( 1 ) показано примерное соотношение мощностей, поаводимык к машию. При ппастикации, осуществпяемой по прототипу, энергия, затрачиваемая за время ппастикации (Ф ) соответс 1 вует ппощади многоугопьника АВСЭ ЕР. При ппастикации по предпагаемому способу, энергия, затрачиваемая эа время 1 О 4. п С ц (охпажаения) соответствует ппощади мйтоугопьника сЬсд еХ.Так как энергия, передаваемая расппаву в процессе ппастикации по обоим сравниваемым способам, аопжна сохра няться одинаковой, то ппощади многоугопьнаов АВСОЕГ и аЬсде 1 одинаковы.Однако, при ппастикации расппава, осуществпяемой по прототипу, 1 п Сх, 1 О Как правило, ппастикация начинается через интервап времени 1 поспе начапа отсчета времени охлаждения и заканчивается на время 1 ранее окончания охпаждения издепия, При етом в процессе 5 охпаждения изаепия ао и поспе ппастнка-ций (т.е. во время 1 Ф Ф) расходуется энергия хо=остого хода, поскопьку в эти периоды гиаронасосы, реализующие, ппао-, тнкацию, работают на спив. При реализа- зо цни предлагаемого изобретения искпюча ются потери энергии холостого хода. Графически экономия энергии опреаепяется суммой ппощацэй прямоугопьников а Ь ВА, и РЕе 1, что в реапьном процессе питья ориентировочно соответствует 1 5% энергии, затрачиваемой в процессе ппастикацниеВ случае, еспи по первоначапьно заданной технопогии Сп) 1 о, реапизацня предлагаемого способа позвопиет со кратить вамя ппастикации до 1 лл" 10 хл беэ ущерба дпя качества расппава, и, соответственно, издепия " Эксцериментапьная проверка прецпагаемого способа автоМатического управ- пения процессом ппастикации показала, что при питье издепий объемом до 500 см экономится до 15% энэргии,3потребпяемой питьевой машиной. Кроме того, повышение качества ппастицирован ного расппава обеспечивает уменьшение времени впрыска на 7-8 % и повышает качество отпиваемых издепий, что сказывается на их допговечности и в упучшенны х фнэикЬ-механических характеристиках. Суммарный ожидаемый экономический эффект ориентировочно достигнет 25 тыс. руб. в год на одной питьевой машине.1 0540 ц 7 9 М 17Тираж ВНИИПИ Государс по депам изоб 113035, Москва647 Пвенного комитетаретений и открытийЖРаушская на За одписноСССР д. 4/5 ипиап ППП Патент", г, Ужгород, уп. Проектная,/ Составитепь А. Кудров Редактор М. Товтин Техред В.Цалекорей Корректор М. Демцик